RU2102773C1

RU2102773C1 - Radiation indicator

Info

Publication number: RU2102773C1
Application number: RU93009137A
Authority: RU
Inventors: Зиедонис Андреевич Бунж; Лаймонис Андреевич Бунж; Андрей Арнольдович Вейде; Андрей Янович Янаус
Original assignee: Зиедонис Андреевич Бунж; Лаймонис Андреевич Бунж; Андрей Арнольдович Вейде; Андрей Янович Янаус
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: environmental monitoring devices. SUBSTANCE: radiation indicator has series-connected switch, voltage changer, detector, pulse intermediate-frequency meter, and indicator. Switch is built around threshold element whose input is connected to voltage changer output. Additional input of indicator meant for warning about operating time of voltage changer is connected to input or additional output of voltage changer. EFFECT: enlarged functional capabilities. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области измерения ядерных излучений и может быть использовано в устройствах контроля радиационного загрязнения окружающей среды и пищевых продуктов. The present invention relates to the field of measurement of nuclear radiation and can be used in devices for monitoring radiation pollution of the environment and food products.

Известен прибор для измерения ионизирующего излучения РКСБ-104, содержащий последовательно соединенные преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты следования импульсов и цифровой жидкокристаллический индикатор [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является дозиметр ДРГ-01Т (тГБ2.805.001 ПС), содержащий последовательно соединенные коммутатор, выполненный на одновибраторе, преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты импульсов и индикатор, вход одновибратора которого соединен с выходом детектора [2]
Однако этот дозиметр не имеет оптимальной экономичности, поскольку время включения формированного режима блокинг-генератора преобразователя напряжения задается одновибратором и не зависит от реальной необходимости. Время включенного состояния преобразователя напряжения, задаваемое одновибратором, должно выбираться таким, чтобы при максимальной разрядке элементов питания обеспечить необходимое выходное напряжение, тогда при свежих элементах питания оно окажется слишком большим. Кроме того, указанный цифровой дозиметр не имеет сигнализации о степени разрядки элементов питания, как это имеется у аналоговых индикаторов мощности экспозиционной дозы, например "БЕРЕГ-ИРИ1" аН2.746.002.ТУ.A known device for measuring ionizing radiation RKSB-104, containing a series-connected voltage Converter, detector, meter average pulse repetition rate and a digital liquid crystal indicator [1]
The closest in technical essence to the proposed device is the dosimeter DRG-01T (tGB2.805.001 PS), containing a series-connected switch made on a single vibrator, a voltage converter, a detector, a meter for the average frequency of pulses and an indicator, the input of a single vibrator of which is connected to the output of the detector [2 ]
However, this dosimeter does not have optimal efficiency, since the on-time of the generated mode of the blocking generator of the voltage converter is set by a single-shot and does not depend on real need. The ON time of the voltage converter, set by a single-shot, must be selected so that, with maximum discharge of the batteries, the necessary output voltage is provided, then it will be too long with fresh batteries. In addition, the indicated digital dosimeter does not have a signal about the degree of discharge of the batteries, as is the case with analog indicators of the exposure dose rate, for example, "BEREG-IRI1" aN2.746.002.TU.

Технической задачей предлагаемого решения являются повышение экономичности и обеспечение возможности контроля разрядки элементов питания, а также возможность нормальной работы индикатора при более глубокой разрядке элементов питания. The technical task of the proposed solution is to increase efficiency and provide the ability to control the discharge of batteries, as well as the possibility of normal operation of the indicator with a deeper discharge of batteries.

Техническая задача достигается тем, что в приборе для индикации радиации, содержащем последовательно соединенные коммутатор, преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты импульсов и индикатор, его индикатор выполнен с дополнительным входом сигнализации разрядки элементов питания, который соединен с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения. The technical problem is achieved by the fact that in the device for indicating radiation, containing a switch connected in series, a voltage converter, a detector, an average pulse frequency meter and an indicator, its indicator is made with an additional input signal for discharging batteries, which is connected to the output of the switch, the input of which is connected to voltage converter output.

На фиг.1 приведена функциональная схема прибора для индикации радиации, который содержит последовательно соединенные коммутатор 1, преобразователь 2 напряжения, детектор 3, измеритель 4 средней частоты импульсов и индикатор 5, дополнительный вход которого соединен с выходом коммутатора 1, вход которого соединен с выходом преобразователя 2 напряжения. Figure 1 shows a functional diagram of a device for indicating radiation, which contains a series-connected switch 1, a voltage converter 2, a detector 3, a medium-frequency pulse meter 4 and an indicator 5, the additional input of which is connected to the output of the switch 1, the input of which is connected to the output of the converter 2 voltages.

На фиг. 2 приведен пример выполнения прибора для индикации радиации, в котором коммутатор 1 содержит последовательно соединенные стабилитрон 6, транзистор 7 и триггер 8, второй вход которого соединен с выходом детектора 3. In FIG. 2 shows an example of a device for indicating radiation, in which the switch 1 contains a zener diode 6 connected in series, a transistor 7 and a trigger 8, the second input of which is connected to the output of the detector 3.

Прибор для индикации радиации работает следующим образом. The device for indicating radiation works as follows.

При подключении питания к прибору для индикации радиации по цепи сброса, которая на чертеже не показана, измеритель 4 средней частоты импульсов устанавливается в исходное состояние и включает коммутатор 1, устанавливая его выход в единичное состояние. Сигнал с выхода коммутатора 1 запускает преобразователь 2 напряжения. При установлении на выходе преобразователя 2 номинального напряжения питания детектора 3 выключится коммутатор 1, сигнал с его выхода отключит преобразователь 2 напряжения. При регистрации детектором 3 гамма квантов или бэта частиц на его выходе появляется импульс, который передается на измеритель 4 средней частоты импульсов и понижает напряжение на выходе преобразователя 2, что включит коммутатор 1 и сигнал с его выхода опять включит преобразователь 2 напряжения и по достижении заданного напряжения на его выходе коммутатор 1 выключит преобразователь 2 напряжения. When connecting power to the device to indicate radiation through a reset circuit, which is not shown in the drawing, the average pulse frequency meter 4 is set to its initial state and turns on switch 1, setting its output to a single state. The signal from the output of switch 1 starts the voltage converter 2. When the output voltage of the detector 2 is set to the nominal detector 3 voltage, the switch 1 will turn off, the signal from its output will turn off the voltage converter 2. When the detector 3 detects gamma quanta or beta particles, a pulse appears at its output, which is transmitted to the meter 4 of the average pulse frequency and lowers the voltage at the output of converter 2, which will turn on the switch 1 and the signal from its output will turn on the voltage converter 2 again and when the specified voltage is reached at its output, switch 1 will turn off voltage converter 2.

Так как коммутатор 1 выполнен на стабилитроне 6, транзисторе 7 и триггере 8, то по мере зарядки конденсаторов выпрямителя, подключенного на выходе импульсного трансформатора преобразователя 2, уменьшится ток зарядки конденсаторов и повысится напряжение на обмотках импульсного трансформатора и, когда оно становится выше напряжения стабилизации стабилитрона 6, появится ток через стабилитрон 6 и базу транзистора 7, что создает коллекторный ток транзистора 7, который переведет триггер 8 в нулевое состояние. Триггер 8 будет установлен в единичное состояние по цепи сброса или импульсом с выхода детектора 3. Since the switch 1 is made on a zener diode 6, a transistor 7 and a trigger 8, as the capacitors of the rectifier connected to the output of the pulse transformer of the converter 2 are charged, the charging current of the capacitors decreases and the voltage across the windings of the pulse transformer increases and when it becomes higher than the stabilization voltage of the zener diode 6, a current will appear through the zener diode 6 and the base of the transistor 7, which creates the collector current of the transistor 7, which will translate the trigger 8 to the zero state. Trigger 8 will be set to a single state along the reset circuit or by a pulse from the output of detector 3.

При этом для уменьшения потребляемой мощности вход коммутатора 1 может быть подключен не к выходу высокого напряжения преобразователя 2, а к дополнительному выходу более низкого напряжения, снимаемого с его импульсного трансформатора. In this case, to reduce the power consumption, the input of the switch 1 can be connected not to the high voltage output of the converter 2, but to an additional output of a lower voltage removed from its pulse transformer.

Если прибор выполнен с пороговым элементом в цепи питания, выполненным, например, на обогащенном (нормально закрытом) МОП транзисторе, и он питается от дополнительного выхода преобразователя напряжения, то после включения питания прибор начнет индицировать показания только после времени, необходимого для достижения на выходе преобразователя напряжения выше порога индикации, и по времени, через которое появится индикация, можно судить о степени разрядки элементов питания. If the device is made with a threshold element in the power circuit, made, for example, on an enriched (normally closed) MOS transistor, and it is powered by the additional output of the voltage converter, then after turning on the power, the device will begin to display readings only after the time required to reach the converter output voltage above the display threshold, and by the time after which the display appears, you can judge the degree of discharge of the batteries.

После истечения времени измерения измерителя 4 средней частоты импульсов на индикаторе 5 можно отсчитать результат измерения, а при разрядке элементов питания преобразователь 2 напряжения будет работать почти непрерывно, о чем будет индицировать дополнительный знак индикатора 5. After the measurement time has elapsed, meter 4 of the average pulse frequency can be counted on indicator 5, and when the batteries are discharged, voltage converter 2 will work almost continuously, as indicated by the additional sign of indicator 5.

Пример выполнения прибора для индикации радиации по данному техническому решению обеспечивает, например, при изменении напряжения элементов питания от 3 до 4,5 В напряжение на выходе преобразователя 2 в пределах 400±5 В, при этом время включенного состояния преобразователя 2 при напряжении 4,5 В 11 миллисекунд, при 3,6 В 120 миллисекунд, а при 3 В преобразователь 2 работает непрерывно, и прибор сохраняет работоспособность. An example of the implementation of the device for indicating radiation according to this technical solution provides, for example, when the voltage of the batteries is changed from 3 to 4.5 V, the voltage at the output of the converter 2 is within 400 ± 5 V, while the on-time of the converter 2 at a voltage of 4.5 At 11 milliseconds, at 3.6 V, 120 milliseconds, and at 3 V, converter 2 runs continuously, and the device remains operational.

Из приведенного примера выполнения прибора для индикации радиации видно, что, если для прототипа длительность сигнала одновибратора выбрать равной 120 миллисекунд, он сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 4,5 до 3,6 В, и потребляемая мощность при напряжении питания 4,5 В будет в 10 раз больше, чем для предлагаемого устройства, которое сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 4,5 до 3 В, и по времени включенного состояния преобразователя 2, которое отражается на индикаторе 5, можно судить о степени разрядки элементов питания, и когда преобразователь работает почти непрерывно, то это сигнализирует о том, что необходимо сменить элементы питания прибора для индикации радиации. From the above example of the implementation of the device for indicating radiation, it can be seen that if for the prototype the duration of the single-vibrator signal is chosen to be 120 milliseconds, it remains operational when the supply voltage changes from 4.5 to 3.6 V, and the power consumption when the supply voltage is 4.5 V will be 10 times larger than for the proposed device, which remains operational when the supply voltage changes from 4.5 to 3 V, and by the time of the on state of the converter 2, which is reflected in indicator 5, we can judge the degree of p battery charge, and when the converter is operating almost continuously, this indicates that it is necessary to change the battery cells of the device to indicate radiation.

Если номинальное напряжение на дополнительном выходе преобразователя напряжения равно 3,3-3,6 B и пороговый элемент подключает питание прибора, когда это напряжение достигнет 3 B, то, например, при включении питания напряжением 1,5 B индикация появляется через 0,6-0,8 с, а при напряжении 1 B индикация появится после 4-5 с, что будет свидетельствовать о необходимости замены элементов питания. If the rated voltage at the auxiliary output of the voltage converter is 3.3-3.6 V and the threshold element connects the power to the device when this voltage reaches 3 V, then, for example, when you turn on the power supply voltage of 1.5 V, the indication appears after 0.6- 0.8 s, and at a voltage of 1 V, the indication appears after 4-5 s, which will indicate the need to replace the batteries.

Claims

A radiation indicator device comprising a switch, a voltage converter, a detector, an average pulse frequency meter, and an indicator, characterized in that the indicator contains an alarm element for the operating time of the voltage converter, the input of which is the second input of the indicator and connected to the input or additional output of the converter voltage, and the switch contains a zener diode, transistor and trigger, and the zener diode is connected to the base included in the scheme with a common emitter trans a source, the collector of which is connected to the first input of the trigger, the second input of which is connected to the detector output, the trigger output is the output of the switch, and the zener diode input is the input of the switch connected to the output of the voltage converter.